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现有Fe、Cu组成的合金,其中Cu、Fe的总物质的量为1mol,Cu的物质的量分...

现有Fe、Cu组成的合金,其中Cu、Fe的总物质的量为1mol,Cu的物质的量分数为x.研磨成粉末后,全部投入含b mol硝酸的稀溶液中,微热使其充分反应,还原产物只得到NO.试回答下列问题:
(1)用微粒符号填写下列空白(列举出全部可能的情况).
残留固体成分Fe、CuCuCu---
溶液中的金属离子
(2)当溶液中金属离子只有Fe2+、Fe3+、、Cu2+时,再加入稀硝酸发生反应的离子方程式为______
(3)若固体和硝酸恰好完全反应,被还原的硝酸占总量的1/4,则b的取值范围为______
(1)根据剩余固体的成分结合物质还原性强弱、离子共存分析; (2)根据Fe2+及稀硝酸的性质分析; (3)根据离子的成分采用极限法分析; 【解析】 (1)Cu、Fe的混合物与稀硝酸反应,金属可能有剩余,可能没有剩余.金属可能有剩余时,根据共存可知,剩余金属有两种情况:①剩余Fe、Cu,当有Fe剩余时,溶液中能与Fe反应的Fe3+、Cu2+都不存在,所以溶液中只有Fe2+; ②只剩余Cu,溶液中一定不存在与Cu反应的Fe3+,根据离子共存,可能只有Fe2+; ③通过②知,溶液中还可能存在的离子是Fe2+、Cu2+; ④当固体没有剩余时,可能存在的情况是:当Fe恰好与硝酸反应生成Fe2+,Cu 恰好与硝酸生成Cu2+,所以溶液中存在的离子是Fe2+、Cu2+; ⑤通过④知,固体没有剩余时,生成的Fe3+部分反应,根据离子共存,溶液中存在的离子可能的Fe2+、Fe3+、Cu2+; ⑥通过④、⑤知,固体没有剩余时,铁、铜全部被氧化成离子,根据离子共存,溶液中存在的离子可能是Cu2+、Fe3+; 故答案为: ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 溶液中的金属离子 Fe2+ Fe2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Cu2+ Fe2+、Fe3+、Cu2+ Cu2+、Fe3+ (2)硝酸有强氧化性,Fe2+有还原性,所以硝酸和Fe2+能发生氧化还原反应,把Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成一氧化氮,故答案为:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O. (3)当固体没有剩余时,根据离子共存,溶液中存在的离子可能情况分别为:Fe2+、Cu2+;Fe2+、Fe3+、Cu2+;Cu2+、Fe3+;  根据铁、铜与硝酸反应的比例关系分析知,当溶液中存在的离子为Fe2+、Cu2+时,消耗的硝酸最少;       3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O       3    8    (1-x)       3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O     3         8    x        所以消耗硝酸的量为mol; 当铁恰好反应生成硝酸铁,铜恰好生成硝酸铜时,消耗的硝酸的量最多, 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 3   8 x   Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O  1  4 1-x 4( 1-x ) 所以消耗硝酸的量为mol 故答案为:
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考点分析:
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②实验室用丙一种药品可以制取甲
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C
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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